AES算法在多核的安卓平臺(tái)下的改進(jìn)及應(yīng)用.pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，Android已經(jīng)成為主流移動(dòng)操作系統(tǒng)。與此同時(shí)信息安全越來(lái)越受到關(guān)注，加密作為一種信息保護(hù)的手段也在向前發(fā)展。在對(duì)稱加密算法中，AES算法已經(jīng)取代DES算法成為新的加密標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)有的AES算法大多基于單核處理器，實(shí)現(xiàn)方式以串行為主。由于摩爾定律遇到瓶頸，多核處理器應(yīng)運(yùn)而生，并成為大多Android設(shè)備的基本配置。多核處理器實(shí)現(xiàn)了真正意義上的多線程并行計(jì)算。
　　本文先總結(jié)了安卓平臺(tái)的分層架構(gòu)及其安全機(jī)制，

2、隨后根據(jù)AES算法的執(zhí)行過(guò)程的分析，提出了針對(duì)輪變換環(huán)節(jié)的改進(jìn)方案和針對(duì)CTR模式的明文分組方案。在輪變換的環(huán)節(jié)分析得出ShiftRows變換不必等到SubBytes變換完全結(jié)束再執(zhí)行；同理，AddRoundKey變換不必等到MixColumns變換完全結(jié)束。通過(guò)改變算法的輪變換環(huán)節(jié)的執(zhí)行過(guò)程利用并行化的處理方式對(duì)其改進(jìn)。明文分組方案基于分組密碼的CTR模式，因?yàn)镃TR模式明文塊之間不相互依賴，所以可以對(duì)分組后的明文塊并行執(zhí)行加密算法。

3、改進(jìn)后的兩種方案均在特定的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)多次測(cè)量求得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值，將兩種方案的測(cè)試結(jié)果與原算法進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)表明加密速度均有較為明顯的提高。
　　文章最后根據(jù)安卓原生Sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)的安全機(jī)制的不足，將改進(jìn)后的AES算法運(yùn)用到數(shù)據(jù)庫(kù)加密中，重新編譯生成庫(kù)文件，通過(guò)JNI的方式為應(yīng)用程序提供具有加密功能的數(shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)需修改Android系統(tǒng)源碼。經(jīng)測(cè)試加密后的數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件直接訪問(wèn)，提高了安卓應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫(kù)安全